La correlación de McGaugh-Lelli-Schombert en galaxias con materia oscura

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Stacy S. McGaugh y dos colegas publicaron una correlación entre la curva de rotación galáctica y la materia bariónica en galaxias del muestreo SPARC. Un estudio de galaxias simuladas por ordenador usando materia oscura muestra exactamente la misma relación. Por tanto, dicha correlación no apoya la teoría MOND, en contra de la materia oscura, como afirman McGaugh y Milgrom.

Se han usado 18 galaxias simuladas del conjunto MUSG2 (McMaster Unbiased Galaxy Simulations 2) con más de un 90% de materia oscura en su disco (en concreto, galaxias con una masa entre 3,7 × 1011 M⊙ (masas solares) y 2,2 × 1012 M⊙, cuya materia bariónica del disco está entre 1,8 × 1010 M⊙ y 2,7 × 1011 M⊙). Como ya comenté (LCMF, 23 Sep 2016), “la correlación se deduce de la forma estándar de las curvas de rotación galáctica y no apoya ninguna teoría concreta que las explique. Si opinas que éstas son resultado de la materia oscura, o si opinas que éstas son resultado de MOND, no hay nada en el resultado observacional que pueda discernir entre ambas opiniones”.

El nuevo artículo es B.W. Keller, J. W. Wadsley, “La fin du MOND? ΛCDM is fully consistent with SPARC acceleration law,” arXiv:1610.06183 [astro-ph.GA].

[PS 26 Oct 2016] Se obtienen resultados similares usando las simulaciones hidrodinámicas EAGLE de la formación galáctica. Nos lo cuentan en detalle en Aaron D. Ludlow, Alejandro Benitez-Llambay, …, Kyle A. Oman, “The Mass-Discrepancy Acceleration Relation: a Natural Outcome of Galaxy Formation in CDM halos,” arXiv:1610.07663 [astro-ph.GA].

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Las simulaciondes MUGS2 se han obtenido con el software Gasoline basado en hidrodinámica de partículas suavizadas (Smoothed Particle Hydrodynamics). El software Gasoline permite estudiar la formación de galaxias y nos permite comprobar la correlación observada en las galaxias SPARC en función del desplazamiento al rojo (z) de las galaxias simuladas. La correlación de McGaugh et al. (2016) se observa sólo para galaxias de bajo z, pero no conforme z crece. Si la correlación tiene su origen en la teoría MOND entonces sus parámetros deben depender de z (en contra de los principios físicos de dicha teoría). Sin embargo, si la correlación tiene su origen en la materia oscura, como su relación con la materia ordinaria cambia conforme las protogalaxias evolucionan a galaxias, se explican perfectamente las observaciones.

Lo has leído bien, el tiro le ha salido por la culata a McGaugh. Su correlación tenía por objetivo confirmar MOND, pero aplicada a galaxias simuladas de alto z resulta que refuta dicha teoría. Curioso las vueltas que da la ciencia en acción.


1 Comentario

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JoseJose

Este otro artículo reciente también cuestiona MOND https://arxiv.org/abs/1606.05003, con argumentos similares: las galaxias más antiguas, aunque muestran correlación entre materia bariónica y oscura, ésta se produce con una aceleración que no es la fijada por MOND, de a = 1,2 x 10E-10

No obstante en la figura se aprecia que en realidad hay una nueva correlación, pues al parecer según aumenta la antigüedad de las galaxias (z=2 por ejemplo), la curva se tuerce hacia arriba. ¿Alguna idea al respecto? ¿Había más materia oscura al principio del universo? ¿O su distribución en las galaxias era diferente?

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